Hay tres formas en las que esto podría funcionar, y todas utilizan la propia fuerza de Shelob.

1. Primero, como se señaló en otras respuestas, la espada podría haber sido empujada hacia abajo hasta que la empuñadura golpeó el piso y se sujetó de esa manera.
2. La espada podría haberse sostenido hacia arriba con los brazos y piernas cerrados y el travesaño de la espada presionado contra las manos. En esta postura, un cuerpo podría soportar más fuerza de la que los músculos podrían ejercer activamente y, por lo tanto, actuaría como soporte suficiente contra la fuerza superior de Shelob.
3. El texto parece apoyar que el cuerpo de Shelob era duro. Por tanto, perforar no es una cuestión de fuerza, per se, sino de impulso: mv = Ft. Cuanto más duro sea el caparazón, más probable es que un impulso rápido lo rompa. Shelob podría haberse movido con tal velocidad contra un empuje que el tiempo del impulso se acortó y la fuerza del propio empuje de Sam se multiplicó debido al intervalo acortado, ya que esa ecuación se reordena a F = mv / t.

También es posible una combinación de 2 y 3. Como sabe cualquier buen artista marcial, puedes entregar más poder sincronizando tus golpes para que tus articulaciones se bloqueen justo cuando se hace contacto. Esto multiplica la velocidad y la fuerza de, digamos, un golpe con la potencia y el peso del cuerpo detrás del golpe. Puedes multiplicar la fuerza de un puñetazo poniendo todo tu torso en él y lograr más potencia de la que puedes reunir usando solo tu brazo. Shelob lanzando su propia fuerza contra Sam justo cuando un empujón hacia arriba estaba llegando a casa y sus brazos bloqueados combina el impulso adicional de la velocidad del contacto con la fuerza de resistencia de las articulaciones bloqueadas de Sam. Es perfectamente razonable suponer que esto pudo haber derribado a Sam en última instancia, pero aún así la ha atravesado.

SVer edición en la parte inferior también

En el texto no queda claro si la descripción es contradictoria / física o no.

Aquí está el texto:

Pero Shelob no era como los dragones, no había un lugar más suave si hubiera salvado solo sus ojos. Su piel secular estaba llena de protuberancias y picaduras de corrupción, pero siempre engrosada desde adentro con una capa tras otra de crecimiento maligno. La hoja le hizo un corte espantoso, pero esos horribles pliegues no podían ser perforados por ninguna fuerza humana, aunque elfo o el enano forjaran el acero o la mano de Beren o Túrin lo empuñara. Ella cedió al golpe, y luego levantó la gran bolsa de su vientre por encima de la cabeza de Sam. El veneno formaba espuma y burbujeaba de la herida. Ahora, extendiendo las piernas, volvió a arrojar su enorme volumen sobre él. Demasiado pronto. Porque Sam todavía estaba de pie, y dejando caer su propia espada, con ambas manos sostenía la punta de la hoja elfa hacia arriba, defendiéndose de ese espantoso techo; y así Shelob, con la fuerza impulsora de su propia cruel voluntad, con una fuerza mayor que la mano de cualquier guerrero, se lanzó sobre una amarga espiga. Profundo, profundo pinchó, ya que Sam fue aplastado lentamente contra el suelo.

Suponga que debe haber algún umbral de fuerza, $ F_ {pierce} $ para que la hoja atraviese la piel de Shelob. Supongamos que la hoja está atascada en el suelo con la empuñadura hacia abajo y la hoja hacia arriba. Cuando Shelob baja el peso de su cuerpo sobre la espada, ella aplicaría una fuerza sobre la espada y la espada la aplicaría (tercera ley de Newton). Sin embargo, dado que la espada está clavada en el suelo, el suelo TAMBIÉN aplicará una fuerza normal sobre la espada. Esta fuerza normal podría equilibrar la fuerza de Shelob de modo que la hoja permanezca estacionaria. Si Shelob sigue bajando de peso, debe perforar su piel.

Está claro que para que la espada permanezca estacionaria, la fuerza normal debe ser igual a la fuerza que Shelob ejerce sobre la hoja. Si esta fuerza excede la fuerza del umbral de perforación, $ F_ {pierce} $ , entonces se ve que la fuerza normal también debe exceder $ F_ {pierce} $ .

Tenga en cuenta que si una hoja perfora un objeto depende de la presión suministrada más que de la fuerza. La presión es la fuerza dividida por el área, $ P = \ frac {F} {A} $ . Las cuchillas más afiladas tienen áreas de punta más pequeñas, por lo que la misma fuerza proporciona mayor potencia. Es decir, $ F_ {pierce} $ es una cantidad dependiente de la hoja. Usaremos $ F_ {pierce} $ relevante para Sting, la espada que Sam estaba empuñando en ese momento. No obstante, el autor Tolkien indica que nadie puede aplicar la fuerza suficiente para perforar la piel independientemente de la hoja utilizada.

Esta es la física del problema. Desafortunadamente, no está claro cómo se aplica esta física a la descripción de Tolkien de la acción. Inicialmente, Sam está de pie y apunta la hoja hacia arriba. Shelob pone su peso sobre la hoja. Si somos coherentes, creo que debemos asumir que Sam no puede proporcionar $ F_ {pierce} $ . Esto significa que su propio cuerpo debe comenzar a caer bajo el peso de Shelob sin perforarla. Por supuesto, esto es consistente con el texto de Tolkien: "Profundo, profundo pinchó, mientras Sam fue aplastado lentamente contra el suelo".

No está claro cuándo sucedió realmente la perforación ... Creo que la mejor esperanza que tenemos de consistencia es lo que se describe en la respuesta de Andrew Steane. Si la espada se atasca en Shelob debido a que Sams la sostiene hacia arriba y luego la empuñadura golpea el suelo, es posible que la fuerza normal del suelo, igualando el peso de Shelob, pueda proporcionar la fuerza de perforación necesaria para perforar Shelob.

Tolkien no era un físico, pero creo que a partir de la declaración sobre el aplastamiento de Sam contra el suelo, podemos concluir que Tolkien entendió que también habría enormes fuerzas sobre Sam durante esta secuencia de eventos. No está claro si cometió algún malentendido y en su mente el ojo vio la hoja perforando a Shelob antes de que Sam cayera por completo al suelo o no. Si esto es lo que vamos a imaginar, entonces diría que es inconsistente con su afirmación de que "esos horribles pliegues no pueden ser perforados por ninguna fuerza humana" si asumimos que Sam tiene menos fuerza que un hombre.

Podríamos ser quisquillosos porque el párrafo citado no hace declaraciones sobre si los hobbits tienen la fuerza suficiente para atravesar a Shelob. Este tipo de razonamiento tiene algún precedente en el hecho de que Eowyn podría matar al Rey Brujo de Angmar (que se predijo que no podría ser asesinado por ningún hombre) porque en realidad era una mujer. Sin embargo, creo que fue más un caso de "algo, algo de profecía / magia", mientras que en este caso la afirmación de Tolkien es que los hombres literalmente no tienen la fuerza suficiente para proporcionar la fuerza necesaria. Creo que sería ridículo suponer que la forma de evitar la contradicción aquí es que en ese momento Sam mostró más fuerza que cualquier hombre.

No está claro si se supone que debemos imaginar la espada chocando contra el suelo o no, aunque admitiré que para mi cerebro físico creo que esta visualización se me pasó por la cabeza.

Resumen: No queda del todo claro en el texto si existe una contradicción o no. Parece que Tolkien quizás estaba pensando en ello un poco, pero quizás no con todo el rigor de la tercera ley de Netwon. Un poco más de descripción probablemente podría haber salvado esta contradicción sin demasiado costo literario, pero bueno. ¡Fue un momento acalorado y todo estaba sucediendo muy rápido! Tal vez fue solo una mezcla complicada de eventos que hubiera sido un dolor de cabeza para describir en un problema de tarea de intro-física con suficiente detalle.

Por supuesto ... eso me da una buena idea para un problema de tarea de intro-física ...

editar: @Joshua hace un muy buen punto en los comentarios.Con la postura adecuada, uno puede resistir mucha más fuerza de la que podría esperar aplicar usando sus propios músculos.Esto se debe a que la persona puede soportar la carga sobre su esqueleto en lugar de depender de la contracción de sus músculos para suministrar la fuerza.Quizás los comentarios de Tolkien sobre los horribles pliegues que no son perforados por la fuerza de los hombres se refieren a un hombre o una mujer que golpea o corta directamente la piel de Shelob, mientras que la táctica de Sam de pararse debajo del cuerpo que cae de Shelob esquiva la limitación presentada por Tolkien.

Siempre me lo imaginé como Sam debajo de Shelob con la espada apuntando hacia arriba;Shelob golpea con su cuerpo contra él, la espada termina verticalmente entre el suelo rocoso y el cuerpo de Shelob, por lo que es su peso el que proporciona la fuerza.Mientras tanto, presumiblemente Sam rueda hacia un lado.O tal vez pueda sobrevivir quedando momentáneamente clavado al suelo, ya que supongo que la empuñadura no entra y el cuerpo de Shelob tal vez se flexiona un poco.Entonces, la física requeriría simplemente que el material de la espada pueda resistir la fuerza aplicada sin doblarse, y que la punta de la espada sea lo suficientemente dura y afilada para hacer lo suyo.Además, el suelo tendría que ser duro.¿Es esto física?¡Por supuesto!Por qué no?Pero el encantamiento de las hojas no es física ... a menos que sea un nombre para un patrón de soldadura o algo así.

Imagina que Sam deja caer la espada por completo mientras Shelob está cargando contra él.

Entonces esto es equivalente a una colisión entre Shelob, viajando a la velocidad $ v $ , y la espada, en reposo.Lo que a su vez equivale a una colisión entre Shelob en reposo y una espada que viaja a la velocidad $ v $ .

Seguramente estás de acuerdo en que hay cierta velocidad a la que una espada perforará cualquier objeto si se lanza.Entonces, si Shelob carga lo suficientemente rápido, el resultado puede ser mucho más de lo que Sam puede lograr por sí solo, incluso si Sam deja caer la espada por completo.Cualquier fuerza que pueda poner en una estocada es solo una ventaja.